砂岩中的碎屑组分与其母岩有密切的关系, 不同的母岩其崩解或分解的产物特征也不同, 岩矿对比法在岩相古地理物源分析中应用较多(宋凯等, 2002; 赵红格和刘池洋, 2003; 魏斌等, 2003)。本次重点做了轻重矿物组合分析, 结果表明, 不同物源方向由于母岩差异其矿物组合特征不同。

2.1.1 重矿物组合特征

鄂尔多斯盆地延长组中重矿物主要有锆石、金红石、电气石、石榴石、榍石、绿帘石、硬绿泥石等, 以锆石、金红石、电气石最稳定, 其他属次稳定重矿物。重矿物资料统计分析结果表明, 长10油层组重矿物分布整体具有高石榴子石的特征, 平面上分区不明显, 其中, 西北体系具有高石榴子石+高绿帘石+锆石组合特征, 反映了母岩类型主要为高级变质岩; 西南体系具有高石榴子石+锆石组合特征, 反映了母岩类型主要为高级变质岩、酸性火山岩和少量再造沉积岩; 东北体系具有高石榴子石+锆石+绿帘石组合特征, 反映了母岩类型主要为高级变质岩和再造沉积岩(表1)。

表1

Table1

表1(Table1)

表1 鄂尔多斯盆地三叠系延长组长10油层组重矿物统计 Table1 Heavy minerals in the Chang 10 interval of Triassic Yanchang Formation of Ordos Basin 区域 锆石 /% 金红石 /% 电气石 /% 石榴石 /% 榍石 /% 绿帘石 /% 硬绿 泥石 /% 样品数 /个 西北 9.66 0.03 0.22 62.75 1.95 11.45 0.70 60 西南 12.3 0.07 0.29 76.64 1.57 3.50 0.57 7 东北 16.4 0.28 0.39 73.11 1.44 2.83 0.10 9

表1 鄂尔多斯盆地三叠系延长组长10油层组重矿物统计 Table1 Heavy minerals in the Chang 10 interval of Triassic Yanchang Formation of Ordos Basin

2.1.2 轻矿物组合特征

根据110多块样品分析资料统计, 长10主要发育长石砂岩和岩屑长石砂岩, 极少量为长石岩屑砂岩(图2)。

图2

Fig.2

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	图2 鄂尔多斯盆地延长组长10油层组砂岩成分分类三角图Fig.2 Triangulation of sandstone composition in the Chang 10 interval of Yanchang Formation in Ordos Basin

轻矿物组合整体差别不明显, 变质岩屑整体含量较高, 不同区域略有不同。其中, 西北区域主是岩屑长石砂岩, 石英含量相对较高; 岩屑中变质岩屑含量最高, 其次为火山岩岩屑。西南区域长石砂岩和岩屑长石砂岩含量基本相同, 石英长石含量中等, 变质岩屑和火山岩屑较高。东北区域岩石类型为长石砂岩, 长石含量最高, 岩屑整体含量较低, 变质岩屑相对较高(表2)。

表2

Table2

表2(Table2)

表2 鄂尔多斯盆地三叠系延长组长10油层组轻矿物及岩屑统计 Table2 Light minerals and debris in the Chang 10 interval of Triassic Yanchang Formation of Ordos Basin 区域 石英类 /% 长石类 /% 岩屑/% 样品数 /块 井数 /口 火山岩 变质岩 沉积岩 云母 绿泥石 西北 29.64 35.41 4.97 14.21 0.06 2.57 0.19 50 17 西南 27.17 39.79 6.03 11.40 0.04 3.35 0.24 42 17 东北 25.75 43.03 3.45 7.53 0.08 2.70 0.00 20 7

表2 鄂尔多斯盆地三叠系延长组长10油层组轻矿物及岩屑统计 Table2 Light minerals and debris in the Chang 10 interval of Triassic Yanchang Formation of Ordos Basin

锆石在剥蚀和搬运过程中, 不易被风化而是通常被保存下来, 因此是沉积岩中最稳定的组合矿物之一。沉积物中颗粒锆石U-Pb年龄频谱中存在多个频率峰值, 每个峰值代表不同性质的源区特征, 可以了解某一沉积时期沉积物源区的多样性及盆地不同沉积时期物源性质的变化特征(毛光周和刘池洋, 2011)。前人在长10油层组尚未做过锆石测年分析, 本次研究共选11口井11块的样品进行测试分析, 井位分布相对均匀(图5), 所有分析皆在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成。其中, CL发光仪为加载于扫描电镜上的英国Gatan公司的Mono CL3+型阴极荧光探头, LA-ICP-MS 分析采用Hewlett Packard公司最新一代带有Shield Torch的Agilient 7500a ICP-MS 和德国Lambda Physik公司的ComPex102 Excimer激光器(工作物质ArF, 波长193 nm)以及MicroLas公司的GeoLas 200M光学系统的联机上进行, 微量元素和U-Th-Pb同位素的测定在一个点上同时完成。激光束斑直径为30 μ m, 激光剥蚀样品的深度为20~40 μ m。实验中采用He为剥蚀物质的载气, 用美国国家标准技术研究院研制的人工合成硅酸盐玻璃标准参考物质NIST SRM610进行仪器最佳化。锆石年龄采用国际标准锆石91500作为外标标准物质, 元素含量采用NIST SRM610作为外标, 29Si作为内标。

阴极发光图像显示, 光学显微镜下, 锆石颗粒多呈无色透明到半透明, 部分锆石颗粒具有长柱状外形, 多呈自形。大部分锆石的颗粒呈次棱角状到次圆状, 显示其经历过较长距离的搬运, 在搬运过程中遭到磨蚀。部分锆石颗粒CL 图像显示规则的韵律生长振荡环带, 振荡环带是岩浆锆石的主要结构特征(Hoskin and Schaltegger, 2003), 少数呈带状。个别颗粒整体较亮或明暗相间, 少数颗粒具核边结构或核幔边结构。

研究区砂岩中的锆石可以分为2种类型, 即岩浆成因的锆石和变质成因的锆石。岩浆成因锆石主要是古生代母岩, 往往具有环带结构, 内部有核或无核, 而且环带多具有等间距分布和完整晶形的特点。这类锆石往往由于搬运作用而变得不完整, 比较破碎, 多见残缺的锆石颗粒保存于砂岩中。变质成因的锆石由于受到多期变质作用的影响而显示出环带状特征, 其环带与岩浆成因锆石明显不同, 一般可分为3部分, 即核部、幔部和边部。核部是变质作用过程中锆石生长的支点, 一般年龄均较老, 可能是锆石的残余颗粒, 也可能是其他岩石微粒或矿物颗粒, 由于变质熔融作用而变成浑圆状。幔部是变质作用过程中形成的锆石颗粒, 由于变质作用的不稳定型和阶段性, 使幔部的形态、锆石生长环带的形态多种多样, 有时表现为因侵蚀而呈港湾状特征或受应力作用产生裂纹甚至破损。边部一般是晚期锆石重结晶而形成的, 在阴极荧光照射下, 往往为浅色的镶边(图3-b)。锆石U-Pb测年分析结果表明, 长10油层组可以明显地分为3个物源区: 西南物源区、西北物源区和东北物源区。

图3

Fig.3

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	图3 鄂尔多斯盆地延长组长10油层组典型锆石CL图像Fig.3 CL images of zircons sampled from the Chang 10 interval of Yanchang Formation in Ordos Basin

2.2.1 西南部物源锆石测年特征

西南部2块锆石测年年龄谱图结果显示, 西南部物源母岩主要为晚太古代变质岩、早元古代变质岩和少量古生代岩浆岩, 总体具有3峰值特征。西65井以早元古代2个主峰(2100— 1540 Ma和2700— 2213 Ma)和古生代1个主峰(460— 272 Ma)年龄值为特征(图4-a); 在锆石年龄谐和曲线图中, 点在曲线上或偏离不大, 年龄可信度就大, 几乎所有的点都分布在谐和曲线上或靠近谐和曲线, 表明没有测点表现出明显的铅丢失, 推测没有遭受明显的后期热事件改造(图4-b)。宁65井和西65年龄谱基本相同, 以早元古代2个主峰(2119— 1637 Ma和2664— 2258 Ma)和古生代1个主峰(370— 224 Ma)年龄值为特征。其中以2119— 1637 Ma峰值最多, 约占46.4%; 2664— 2258 Ma峰值年龄为28.6%, 370— 224 Ma峰值年龄为25%; 该段最年轻的碎屑锆石年龄为224 Ma。

图4

Fig.4

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	图4 鄂尔多斯盆地延长组长10西南部锆石年龄频谱特征 a— 西65井长10锆石年龄谱; b— 西65井长10锆石谐和图Fig.4 Zircon age spectrum characteristics of the Chang 10 interval of Yanchang Formation in Southwest Ordos Basin

图5

Fig.5

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	图5 鄂尔多斯盆地延长组长10西北部锆石年龄特征 a— 安99井锆石年龄分布直方图; b— 安99井锆石谐和图Fig.5 Zircon age spectrum characteristics of the Chang 10 interval of Yanchang Formation in Northwest Ordos Basin

中、早元古代(2100— 1540 Ma和2700— 2213 Ma)主要为变质成因锆岩, 反映了母源区主要是变质岩; 古生代(460— 272 Ma)锆石多数具明显的振荡环带结构, 主要为岩浆成因锆石, 反映了母岩主要为岩浆岩。

2.2.2 西北部物源锆石测年特征

西北部做了4块样品测试, 锆石测年年龄谱图结果显示, 西北物源母岩主要有典型的双峰特征, 主要为石炭系— 二叠系岩浆岩和早元古代变质岩为主。安99井以早元古代1个主峰(2537— 1647 Ma), 锆石图像震荡环特征明显, 母岩为岩浆岩; 古生代(石炭系— 二叠系)1个主峰(373— 234 Ma)年龄值为特征, 数据和谐度较高(图5-a, 5-b), 锆石图像几乎没有震荡环, 母岩为变质岩。

环78井以早元古代1个主峰(2711— 1634 Ma)和古生代1个主峰(361— 248 Ma)年龄值为特征(图7), 古生代母岩为岩浆岩, 图像震荡环特征明显; 早元古代母岩为变质岩, 图像没有震荡环。

白286井以早元古代2个主峰(2555— 2214 Ma和2033— 1631 Ma)和古生代1个主峰(491— 226 Ma)年龄值为特征。3个峰值可能与东北部分混源有关。

白212井以早元古代2个主峰(2597— 2269 Ma和2146— 1564 Ma)和古生代1个主峰(526— 251 Ma)年龄值为特征。其中2146— 1564 Ma最多为65.5%; 2597— 2269 Ma为18.9%; 526— 251 Ma为15.6%; 该段最年轻的碎屑锆石年龄为251 Ma。3个峰值可能与东北部分混源有关。

2.2.3 东北部物源锆石测年特征

东北部5块锆石测年年龄谱图结果显示, 东北物源母岩锆石年龄明显分为3个峰, 以石炭系— 二叠系岩浆岩和早元古代变质岩为主, 少量晚太古代变质岩。如定28井以早元古代2个主峰(2623— 2235 Ma和2190— 1420 Ma)和古生代1个主峰(354— 257 Ma)年龄值为特征(图6-a)。高18井以早元古代2个主峰(2507— 2307 Ma和2144— 1454 Ma)和古生代1个主峰(325— 234 Ma)年龄值为特征(图6-b)。

图6

Fig.6

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	图6 鄂尔多斯盆地延长组长10东北部锆石年龄特征 a— 定28井长10锆石年龄分布直方图; b— 高18井长10锆石年龄分布直方图Fig.6 Zircon age spectrum characteristics of the Chang 10 interval of Yanchang Formation in Northeast Ordos Basin

图7

Fig.7

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	图7 鄂尔多斯盆地延长组长10锆石年龄平面分区图Fig.7 Zoning map of zircon age in the Chang 10 interval of Yanchang Formation in Ordos Basin

东南地区也属于东北物源沉积区, 只是古生代岩浆岩母源含量增加。如旺10井, 以早元古代2个主峰(2546— 2322 Ma和2044— 1595 Ma)和古生代1个主峰(463— 256 Ma)年龄值为特征(图7)。

通过以上分析可知, 东北、西北、西南3个区域锆石年龄特征明显不同, 反映了3个物源区母岩不同, 平面上与轻重矿物分区相互印证, 反映了长10主要受3个物源区控制(图7)。西南物源锆石年龄具有3个峰值, 母岩主要是元古代变质岩和古生代岩浆岩; 西北物源锆石年龄具有2个峰值, 母岩主要是元古代变质岩和古生代岩浆岩; 东北物源锆石年龄具有3个峰值, 母岩主要是元古代变质岩和古生代岩浆岩; 根据含量差异可细分为3个亚区, 西亚区位于靖边— 志丹一线以西, 以定28、高18井为典型, 早元古代2个峰值均较高; 中部区位于靖边— 志丹以东和黄龙以西之间, 是研究区范围最大的一个区, 以早元古代峰值早期高晚期低为特征; 东部亚区位于黄龙以东地区, 早元古代2个峰值明显较低。

3.1.1 野外露头沉积特征

盆地西北部露头剖面较少, 主要有汝箕沟、石沟驿等剖面, 以平罗汝箕沟剖面最为典型, 地理位置位于宁夏回族自治区平罗县汝箕沟镇。从汝箕沟野外露头剖面分析看, 该区灰绿色灰白色长10段地层与下部灰红色纸坊组呈平行不整合接触, 长10段为近物源沉积, 沉积物总体具有粒度粗、厚度大沉积特征, 分析认为其具有典型的辫状河沉积特征。沉积地层以厚层粗粒沉积为主, 纵向上表现为多层砾岩层、粗砂层正粒序叠置分布, 层内大型板状交错层理、槽状交错层理发育(图8-a)。砂砾岩层厚度一般20~30 m, 主要为砾石、含砾粗砂岩沉积, 砾石磨圆较好, 分选较差, 直径一般2~5 cm, 大的超过10 cm, 成分以石英、燧石为主(图8-b), 反映了沉积时水动力较强、沉积物供屑充足的特征。顶部泥岩主要为黄绿色杂色泥岩, 反映了氧化环境中河流沼泽相沉积特征。

图8

Fig.8

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	图8 平罗县汝箕沟剖面延长组长10油层组野外露头特征 a— 长10与纸坊组平行不整合接触, 大型板状交错层理发育; b— 层内砾石特征: 大小混杂, 分选差、磨圆较好Fig.8 Outcrop characteristics of the Chang 10 interval of Yanchang Formation in Rujigou of Pingluo County

3.1.2 岩心特征

通过对盆地内西北沉积体系20余口井长10段岩心观察表明, 沉积物总体具有顺物源方向向盆地内部粒度逐渐变细规律。沉积物以中厚层灰色、灰绿色砂岩为主, 夹薄层黑色泥岩; 砂岩粒度一般较粗, 以粗砂、中砂为主, 局部砂岩含细砾, 具有向盆地沉积中心方向变细的趋势。砂岩层理主要为平行层理和交错层理, 砂岩底部多见冲刷面及冲刷泥砾, 反映了沉积时水动力较强的特征; 总体以灰黑色为主, 局部杂色, 为河道间泥岩冲刷后沉积而成; 泥岩中生物化石发育, 以炭化植物茎干、碎片和垂直虫孔最为常见(图9)。

图9

Fig.9

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	图9 鄂尔多斯盆地西北部延长组长10油层组岩心特征 a— 峰4井, 长10, 2325.4 m, 垂直虫孔; b— 峰4井, 长10, 2329.9 m, 含砾粗砂岩; c— 定28井, 长10, 2281.1 m, 杂色泥岩; d— 环78井, 长10, 2902.8 m, 斜层理; e— 环78井, 长10, 2906 m, 冲刷面泥砾; f— 白212井, 长10, 2424.6 m, 平行层理Fig.9 Cores characteristics of the Chang 10 interval of Yanchang Formation in Northwest Ordos Basin

3.1.3 单井沉积相特征

通过定28、峰4、白212等多口单井沉积相分析, 纵向上辫状河沉积具有砂体层数多厚度大的特征, 心滩微相发育, 以上升半旋回为主。河道砂岩粒度一般较粗, 粗砂— 中砂为主; 层理以平行层理、楔状交错层理、板状交错层理为主; 底部冲刷面常见泥岩砾石, 其分选磨圆较差, 表明形成时为突发性强水动力沉积环境。泥岩为河道间沉积, 沉积物主要为黑色泥岩, 常见大量的炭化植物叶片、茎干, 垂直生物虫孔常见, 局部发育薄层煤线和碳质泥岩。平面上辫状河冲积平原广泛发育在华池— 盐池一线的西北地区, 向盆地内部逐渐演变为辫状河三角洲平原及前缘沉积。

3.2.1 野外露头特征

东北体系剖面相对较多, 典型的有窟野河和延河剖面(位置见图1), 窟野河剖面位于神木县, 延河剖面位于延长县附近。剖面地层发育相对完整, 出露较好。从神木窟野河和延河野外露头观察发现, 剖面厚度42.8 m, 长10段段整体为浅红、黄红、灰绿色砂岩夹砂质泥岩; 与下部灰红色纸坊组平行不整合接触。纵向上以砂泥岩互层沉积为主, 曲流河二元结构特征明显, 砂岩粒度相对较细, 以中细砂岩为主, 局部含有粗砂及少量细砾石。河道砂岩浅棕黄色, 槽状交错层理、楔状交错层理发育(图10-a), 河道底部常见冲刷形成的泥砾, 泥砾颜色灰绿色, 为河道间泥岩侵蚀后快速沉积形成, 整体反映了曲流河河道相沉积特征。延河剖面长10段为肉红、灰绿、灰紫色及杂色厚层— 块状中— 细粒砂岩夹粉砂质泥岩及粉砂岩沉积, 砂岩中大型楔状层理发育, 局部发育浊沸石胶结的麻斑砂岩特征(图10-b)(何自新等, 2004)。

图10

Fig.10

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图10 鄂尔多斯盆地东北部长10油层组野外剖面与岩心特征 a— 延河剖面 长10, 中大型楔状交错层理; b— 延河剖面 长10, 中大型楔状交错层理; c— 高66井, 长10, 1700.4 m, 灰色砂岩夹炭化植物茎干; d— 镰34井, 长10, 1872.41 m, 棕红色泥岩; e— 高35井, 长10, 1646.4 m, 灰色泥岩中垂直虫孔; f— 新82井, 长10, 2303.8 m, 灰色泥岩中炭化植物叶片; g— 桥22井, 长10, 1573.5 m, 灰色砂质泥岩中炭化植物叶片; h— 桥22井, 长10, 1587 m, 砂纹层理及垂直虫孔Fig.10 Outcrop and cores characteristics of the Chang 10 interval of Yanchang Formation in Northeast Ordos Basin

3.2.2 岩心特征

岩心观察表明, 砂岩中常见各种交错层理、变形层理, 如丹52井见砂球构造, 为三角洲前缘沉积特征, 岩性以细砂岩为主, 镰34等井的泥岩为红色, 为典型的陆上河道间沉积, 泥岩中常见炭化植物茎干、叶片和碳质泥岩等, 虫孔也常见, 主要是垂直虫孔(图10)。

3.2.3 单井相分析

安塞— 靖边一线以北地区发育曲流河沉积。通过高35、高66、镰34井等多口井分析, 纵向上沉积旋回具有典型的曲流河二元结构, 河道砂体粒度较细, 厚度一般10~15 m, 分流河道、河漫沼泽、决口扇微相常见; 沉积旋回以正旋回为主。河道砂体冲刷面常见, 泥砾发育, 颜色棕红色, 主要是长石含量较高所致; 泥岩多为杂色泥岩, 垂直虫孔和炭化植物叶片常见。安塞— 靖边一线以南地区地区主要发育三角洲平原亚相沉积, 分流河道、分流间湾、决口扇微相最为发育; 分流河道砂体厚度一般10~15 m, 灰绿色细砂岩位置, 各种交错层理发育; 分流间湾为黑色泥岩, 炭化植物碎屑、碳质泥岩常见。张岔— 黄陵以南地区发育三角洲前缘亚相沉积。如丹52井发育三角洲平原亚相和三角洲前缘亚相; 前缘亚相的水下分流河道、分流间湾微相最为发育。砂波纹层理、变形层理、斜虫孔常见, 泥岩中常见炭化植物碎屑。

3.3.1 野外露头特征

盆地西南部露头剖面很多, 如崇信汭水河、麟游澄水河、铜川漆水河等等。从盆地西南部汭水河等长10露头上看, 厚层灰绿色长10与下部浅紫红色纸坊组泥岩平行不整合接触(图11-a)。纵向上以厚层灰绿色、灰黄色中细砂岩夹薄层杂色泥岩为主, 为典型砂质辫状河沉积(图11-b, 11-c); 与西部体系相比, 砂体粒度明显变细, 砾石几乎没有发现。河道砂岩发育大型板状交错层理, 砂体厚度大, 颜色灰绿色, 局部长10段肉红色浊沸石胶结的麻斑砂岩。砂岩底面局部夹炭屑及植物茎干及泥砾; 泥岩为薄层杂色泥岩(图11-b), 反映浅水沉积特征。麟游澄水河主要为河流相沉积, 底部黄绿色块状中— 粗粒长石砂岩, 河道发育大型板状交错层理(图11-d), 中部暗紫红色泥岩夹黄绿色薄层细砂岩泥岩(何自新等, 2004)。

图11

Fig.11

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图11 鄂尔多斯盆地西南部长10油层组野外剖面与岩心特征 a— 麟游澄水河, 纸坊组与长10段平行不整合接触; b— 汭水河, 长10上部砂岩中发育的杂色泥岩; c— 汭水河, 长10段辫状河发育大型交错层理; d— 麟游澄水河, 长10段上部大型板状交错层理; e— 演22井, 长10, 2867.2 m, 碳质泥岩、垂直虫孔; f— 西65井, 长10, 1974.5 m, 沙纹层理; g— 宁65井, 长10, 1887.5 m, 炭化植物叶片、垂直虫孔; h— 西65井, 长10, 1975.8 m, 平行层理; i— 宁65井, 长10, 1887.57 m, 冲刷面及泥砾; j— 演22井, 长10, 2856.89 m, 平行层理、波状层理Fig.11 Outcrop characteristics of the Chang 10 interval of Yanchang Formation in Southwest Ordos Basin

3.3.2 岩心特征

从盆地西南部多口井岩心特征上看, 砂泥岩颜色较暗, 砂岩灰绿色、灰色为主, 泥岩灰黑色, 反映沉积多为浅水环境。综合观察分析认为, 盆地西南部探区主要以三角洲沉积为主, 砂岩中常见平行层理、交错层理、小型沙纹层理等(图11-e, 11-f), 底部泥砾发育(图11-i), 反映了水流动力较强的特征。泥岩主要为灰黑色碳质泥岩, 炭化植物叶片丰富, 垂直虫孔较为发育(图11-e, 11-g)。

3.3.3 单井相特征

平面上大致以庆阳— 长武一线为界, 该线以西南为辫状河沉积, 向盆地内部演变为三角洲沉积。如西65井为辫状河三角洲平原亚相沉积, 分流河道亚相发育, 河道砂体厚度大, 平行层理和交错层理发育, 河流水动力较强, 常多期叠加, 冲刷面较为发育。分流间湾泥岩厚度较小, 常夹薄层砂岩。宁65井区主要为辫状河三角洲前缘亚相沉积, 水下分流河道砂体相对较薄, 砂泥岩互层分布; 砂岩呈灰绿色, 常见各种小型交错层理、沙纹层理、波状层理等; 分流间湾泥岩相对发育, 有机质含量高, 常见各种炭化植物叶片、茎秆或碎片化石, 垂直虫孔常见。

张岔— 太白— 旬邑一带是长10地层厚度最大、粒度最细的区域, 为鄂尔多斯盆地长10段沉积沉降中心(李元昊等, 2016)。砂地比较低, 一般小于0.2, 主要发育浅湖相沉积。岩心特征显示, 砂岩颜色黑灰色, 以细砂岩、粉细砂岩为主, 波状层理与变形层理发育, 如卷曲层理、砂球等(图12-a, 12-c); 泥岩质纯, 颜色深灰色, 有机质含量较高(图12-b)。野外剖面也发现该区泥岩沉积发育, 如耀县柳林剖面。该剖面地层出露厚度40~50 m, 长10与下伏纸坊组灰红色泥岩平行不整合接触, 发育厚层泥岩夹薄层砂岩沉积。泥岩颜色灰黑色, 含丰富的介形虫类化石、虫孔构造等; 砂岩为灰绿色细砂岩, 沙纹层理十分发育, 局部见少量铁质结核。

图12

Fig.12

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	图12 鄂尔多斯盆地东南部延长组长10浅湖相岩心沉积特征 a— 丹52井, 长10, 1388 m沙纹层理; b— 旺10井, 长10, 788.8 m, 黑色泥岩; c— 丹52井, 长10, 1389.8 m, 砂球Fig.12 Characteristics of shallow lake cores of the Chang 10 interval of Yanchang Formation in Southeast Ordos Basin

在野外露头、岩心观察描述、地层划分、测井相分析、砂地比统计等资料综合分析基础上, 编制了长10沉积相平面图, 结果表明, 长10段主要发育河流— 三角洲— 浅湖沉积。其中, 西北沉积体系最为发育, 从沉积相平面图上可以看出, 西北沉积体系主要发育辫状河、辫状河三角洲沉积。辫状河相沉积范围广、厚度大, 砂地比一般0.6以上, 越靠近西北部地区砂地比越高, 局部砂地比超过0.8以上; 向湖盆中心方向逐渐变为辫状河三角洲沉积相, 三角洲平原亚相及三角洲前缘亚相发育, 分流河道及水下分流河道规模逐渐减小。从罗17井— 莲1井长10₁沉积相联井剖面看, 盆地西北部主要发育辫状河— 三角洲沉积, 其中辫状河主要发育河道、心滩、河漫沼泽等沉积微相; 三角洲平原和前缘范围较小, 主要是由于湖泊面积小, 三角洲不发育(图13)。

图13

Fig.13

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图13 罗17井— 莲1井延长组长101沉积相剖面图(剖面位置见图15)Fig.13 Sedimentary facies profile of the Chang 101 interval of Yanchang Formation about Luo 17-Lian 1 Wells(Profile location in Fig.15)

从杨34— 丹52井剖面图上可以看出, 东北体系主要为曲流河— 三角洲沉积(图14); 冲积平原曲流河道延伸距离远, 宽度大, 砂地比一般在0.4以上, 主要分布在安塞以北地区; 三角洲相沉积范围明显扩大, 发育多支三角洲水下分流河道砂体, 砂地比一般在0.25~0.4, 粒度相对较细。冲积平原河漫沉积泥岩颜色较浅, 甚至是杂色红色泥岩(图9-b); 而三角洲河漫沉积泥岩颜色较深, 植物化石发育(图9-d, 9-e)。

图14

Fig.14

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	图14 杨34井— 丹52井延长组长101沉积相剖面图(剖面位置见图15)Fig.14 Sedimentary facies profile of the Chang 10 interval of Yanchang Formation about Yang 14-Dan 52 Wells(Profile location in Fig.15)

从沉积相平面图(图15)上可以看出, 西南体系为辫状河— 三角洲沉积, 河道延伸距离短, 砂地比较高, 一般在0.6以上, 分布范围较小。沉积中心位于张岔— 太白— 宜君一带, 为发育浅湖相沉积。

图15

Fig.15

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	图15 鄂尔多斯盆地延长组长10沉积相平面图Fig.15 Sedimentary facies plane diagram of the Chang 10 interval of Yanchang Formation in Ordos Basin

综合以上研究认识, 建立了长10沉积相立体沉积模式(图16), 长10主要发育西北、东北和西南三大沉积体系。西北体系主要为辫状河沉积, 在华池一带发育小范围三角洲沉积。沉积物来自阿拉善古陆, 沉积物供给充分, 粒度粗, 以含砾粗砂岩、中粗砂岩为主; 砂地比含量高, 一般在70%~90%之间, 反映了近物源沉积特征。

图16

Fig.16

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	图16 鄂尔多斯盆地长10立体沉积模式图Fig.16 Sedimentary stereoscopic pattern diagram of the Chang 10 interval of Yanchang Formation in Ordos Basin

东北体系为曲流河— 三角洲沉积, 沉积物主要来自阴山古陆, 源远流长, 沉积物粒度较细, 砂地比一般为40%~60%, 以曲流河发育为特征的冲积平原相范围广; 在鄂尔多斯盆地南部的靖边地区入湖形成三角洲沉积, 三角洲平原亚相发育, 三角洲前缘范围相对较小。

西南体系为辫状河— 三角洲沉积, 沉积物来自西南方向的陇西古陆和秦岭造山带; 沉积物搬运距离虽然较近, 但沉积粒度相对较粗细, 以中细砂岩为主, 砂地比一般在50%~70%之间, 可能与物源区抗风化剥蚀能力较强有关。

在三大沉积体系交汇处的张岔— 太白— 宜君一带, 发育浅湖相沉积, 沉积物粒度最细, 以泥岩、粉砂质泥岩为主, 砂地比一般小于20%, 是长10油层组的沉积中心。

长10物源、沉积体系及沉积相特征的研究, 对于分析鄂尔多斯盆地纸坊组沉积末期与延长组沉积早期古地理环境特征及演变规律, 预测刻画长10储集砂体分布规律及含油有利区预测具有重要的地质意义。

中三叠统纸坊组主要发育棕红色干旱环境的河流相碎屑岩沉积, 区域上与延长组平行不整合接触, 与上三叠统在沉积环境及沉积物特征明显存在巨大差异, 反映出地质环境的重大转变, 揭示出中晚三叠世之间存在一次大的地质事件, 目前对该此地质事件转变的研究较少, 成因尚不清楚。作为与中三叠统直接接触的长10油层组, 其沉积特征的认识对进一步深化该期地质认识可以提供一些参考。

砂体是碎屑岩含油气盆地最重要的储集体, 也是勘探开发的主要研究目标。长10油层组沉积体系和沉积相的研究, 对于不同地区、不同沉积相带砂体类型认识、砂体组合展布规律、砂体厚度图编制等具有重要的指导意义, 结合成藏条件可以为油气勘探有利目标区预测提供依据。